Palm OS 4.1 Schwerpunktseminar Multimedia Simone Stropp Sommersemester 2003.

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1 Palm OS 4.1 Schwerpunktseminar Multimedia Simone Stropp Sommersemester 2003

2 Motivation Trend: Handheld-Computing Verschiedene Betriebssysteme Vortrag: –Einblick in Aufbau/Merkmale Palm OS –Speziell: Palm OS 4.1

3 Inhalt Einführung Schnittstellen / Kommunikation Palm OS Architektur Hardware-Überblick

4 Inhalt Palm System-Manager Palm OS-Versionen / Palm OS 4.1 Palm OS-Programmierung

5 Einführung: PDA Personal Digital Assistent Entwicklung: elektronischen Terminkalender multifunktionaler Alleskönner Unterschied: Betriebsystem

6 Einführung: Palm Palm: Erfinder der PDAs Eigenes Betriebssystem: Palm OS Ziele: –klein –kostengünstig –einfach zu bedienen Palm OS auch auf Geräten anderer Hersteller

7 Einführung: PalmOS Historie 1996: der erste Palm-Handheld – PalmPilot 1000 mit Palm OS 1.0, Motorola Dragonball Prozessor 1996: PalmPilot 5000 mit Palm OS 1.0.3 1997: PalmPilot Personal und Professional mit Palm OS 2.0 1998: PalmPilot III mit Palm OS 3.0 ( Infrarotschnittstelle) 1999: PalmPilot IIIe, IIIx, IIIc, IIIxe mit Palm OS 3.1 Palm V, Vx ebenso mit 3.1 Palm VII, VIIx mit OS 3.2: kabellose Verbindung zum Internet über integriertes Funkmodem möglich Unterstützung für japanisch und andere Sprachen M100, m105 mit Palm OS 3.5

8 Palm OS Historie 2001: M500, m505 mit Palm OS 4: –Unterstützung von Bluetooth –Schutz vor Zugriff durch Passwort 2002: PalmOS 5.0: –Neue Hardware-Plattform mit ARM-Prozessor –Höhere Sicherheit: Ent- und Verschlüsselung von Daten mit RC-4 –Unterstützung für Multimedia –Multithreading

9 Benutzerschnittstellen Drucksensitives Display, Zeichensprache, Stift Graffiti: Benutzer lernt Palmsprache (Vor- u.Nachteile) Virtuelle Tastatur

10 Kommunikation: Serielle Schnittstelle Serial Manager: verwaltet serielle Schnittstelle Connection Manager: Verbindungsaufbau andere Geräte Modem Manager: Wahlvorgang (Softmodem) Serial Link Protocol: (Sende/Empfangsfunktionen) Assembly/Dissambly-Protocol: Datenpufferung Desktop Link Protocol: Bereitstellung der Daten Empfang: interruptgesteuert, Senden: Polling sparsamer Stromverbrauch

11 Kommunikation: Infrarot-Schnittstelle IrOBEX (Objekt-Austausch-Protokoll) Ursprünglich vorgesehen für Geräte- Kommunikation (nicht PC) Ab Version 3.3: IrDA-Unterstützung standardmäßig Integriert IrComm-Protokoll: Simulation serielle Schnittstelle

12 Kommunikation: TCP/IP In Net Library implementiert: TCP/IP, UDP, UNIX-Socket Zusammengefasst vom Internet Library Interface verschiedene Verfahren zur Nutzung der Internet-Inhalte TCP/IP: auch nutzbar für Kommunikation über Schnittstellen mit anderen Geräten/PC

13 Kommunikation: Conduits Desktop-Programme registriert im Hotsync Manager Hotsync-Manager startet Conduits Aufgaben Conduits: –Kopieren, synchronisieren, Übertragen von Daten Outlook-Kommunikation mit Palm über Conduits Hotsync: Generierung Logeinträge über Conduits

14 Palm OS Architektur: Layer Device Hardware: intergrierte Komponenten 3rd Party Hardware: zusätzlich durch Steckkarten eingebundenen Hardware Hardware-Abstraction-Layer: Unabhängikeit von HW- Konfiguration Kernel: Herz des Betriebssystems (Multitaskingfähig: Bearbeitung Schrifterkennung parallel zum Programm)

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16 Layer: System Services Palmspezifische Manager Graffiti Manager: Stifteingaben Sound Manager: Soundausgabe Serial Manager: Schnittstellen Resource Manager: Dateisystem Event Manager: Systemereignisse Memory Manager: Speicher

17 Layer: Libraries und Application Toolbox System Libraries: einfacher Zugriff auf Hardware Inhalt System Libraries: Protokolle für Hardwarekomponenten 3rd Party Libraries : Java Virtual Machine Application Toolbox: grafische Benutzerschnittstellen (APIs) Device Applications: mitgelieferte Palm-Programme 3rd Party Applications: von Fremdanbietern entwickelte Programme

18 Speicher 32-bit Architektur mit 8, 16 und 32 Bit Datentypen 4 GB als Adressraum zur Verfügung –Der erste Palm hat weniger als 0.025% des Adressraumes verwendet Speicherkarte mit RAM und ROM Dynamic RAM – Äquivalent zum Arbeitsspeicher im Desktop-PC Storage RAM – Äquivalent zur Festplatte

19 Speicher: Persistenz Aufrechterhaltung des Speicherinhaltes durch: Standby-Mode mit niedrigem Energieverbrauch Super-Kondensator bei Batteriewechsel: –maximal eine Minute, danach kompletter Datenverlust

20 Speicher: Speicherkarten Ein Speichermodul besteht aus ROM, RAM oder beidem. Speichercard: logische Konstruktion, vom OS verwendet. Ein Gerät kann mehrere Cards enthalten (zur Zeit aber nur eine) Für jede Card: 256 MB Adressraum reserviert

21 Speicher: Partitionierung RAM und ROM unterteilt in Heaps Kleiner Teil des RAMs außerhalb der Heaps, reserviert für: –Globale Low-Memory-Variablen –Speicher-Header –Andere Dinge Header im Speicher: Gültigkeit RAM

22 Der Memory Manager Verantwortlich für die Heap- Verwaltung Drei Arten Von Heaps: –Dynamic Heap –Storage Heap –ROM Heap Stellt API zur Verfügung um: –Neue Chunks zu allokieren –Chunks zu Löschen –Locking, Resizing –Heaps zu Defragmentieren

23 MM: Heaps Heap: kontinuierlicher Speicherbereich, enthält Chunks Anwendungen können spezifizieren: Speicher im Dynamic oder Storage Heap allokieren. Heaps: Referenzierung über eindeutige 16-bit Heap ID

24 MM: Heap-Struktur Header enthält die Heap-ID, Größe des Heaps und die Master Pointer Tabelle Alle Daten werden in Chunks gespeichert In der Master Pointer Tabelle werden alle Master Chunk Pointer abgelegt Ein Master Chunk Pointer ist die physikalische Adresse des Chunks Der Heap Terminator ist ein Chunk der Länge Null Heap Header Master Pointer Table Heap Terminator Chunk......

25 MM: Chunks Zusammenhängende Speicherbereiche, die über Handles oder Zeiger referenziert werden Drei Arten von Chunks: –Freie Chunks –Bewegliche Chunks –Fixierte Chunks

26 MM: Heap-Allokierung Ein Handle ist ein Zeiger auf einen Master Chunk Pointer Pointer zeigen direkt auf die Daten Durch locken des Handles bekommt das Anwendungsprogramm den Pointer

27 MM: Der Dynamic Heap Der gesamte Dynamic RAM wird benutzt, um einen einzigen Dynamic Heap zu erzeugen Inhalt: –Globale Daten die BS benötigt –TCP/IP-Stack –Bibliotheksdaten für Kommunikation –Datenstrukturen GUI-Elemente –Puffer für Stifteingabe/Tastendruck –Konstante Anwendungsdaten –Anwendungs-Stack –Dynamisch allokierter Programmspeicher

28 MM: Der Storage Heap ab Version 3.x nur ein großer Heap. Für persistente Daten wie Aufgaben, Adresslisten, Memos Inhalt: –Zusatzanwendungen –Shared Libraries –System Patches –Benutzerdaten –Präferenzen

29 Dateisystem Kein traditionelles Dateisystem -> Daten und Programme werden als Datensätze einer Datenbank gespeichert Editierung der Daten geschieht 'in-place Zwei Datenbank-Arten: Resource und Record Einige Vorteile: –Weniger RAM erforderlich –Datensätze können verteilt im Speicher liegen –Synchronisation:unveränderten Datensätze überspringen Datenbankheader: Basisinformationen und Liste aller zur Datenbank gehörenden Datensätze

30 DS: Record-Datenbanken Speicherung von Nutzer-Daten (*.pdb) Inhalt eines Datensatzes: –localID –Attribute (Dirty, Deleted, Busy, Private) –Kategorie –uniqueID

31 DS: Resource-Datenbanken Zur Speicherung von Applikationen (*.prc) und Systemdaten Inhalt: –Benutzerschnittstellen –Ressourcen –Anwendungen des Betriebssystems

32 Der Prozessor Geräte mit OS 4.1: DragonBall Super VZ-Prozessor der Motorola Familie 32bit interner, 24-bit externer Adressbus 33MHz, fest integrierte 16MB RAM Weitere Merkmale u.a.: –System-Integrationsmodul –DRAM-Controller –seriellen peripheren Interface-Port –UART

33 Palm OS-Versionen Bis Version 4.0 folgende Änderungen: –Support TCP/IP –IR-Unterstützung –Geräte-ID –MIDI-Unterstützung –Verbesserte Speicherverwaltung –Support von Farbdisplays –Schnurloser Internet-Zugang per Handy –Unterstützung von bis zu 65.000 Farben –Bluetooth

34 Palm OS 4.1 Folgende Neuerungen bei Version 4.1 –Verbesserte Sicherheitsfunktionen –Verbesserte Erinnerungsfunktionen (Silent Alarms) –Bequemere Dateneingabe

35 Palm OS 4.1 Im Detail: –Automatische Sperrfunktion –Übersichtsbildschirm für Alarmmeldungen –Befehl Senden –Anwendung Notizen –Wählfunktion in Anwendung Adressen –Rechner –Verbesserte Bildschirmtastatur –E-Mail-Unterstützung –Zeitzonenanpassung –Telefontreiber –MultiMail SE-Software –SMS –Drahtlose Internet-Verbindung

36 Programmieren für den Palm OpenSource- Programmierung Tools: –Cygwin (für Windows) –PRC-Tools –PilRC (Ressourcencompiler) –Palm OS SDK –Emulator

37 Zusammenfassung: Vorteile Stromsparend durch 3 Betriebsarten Schnelle Reaktion auf Tastendruck, da nie ganz ausgeschaltet Wenig dynamischer RAM gefordert durch execute-in- place Gute Texterkennungsrate, da Benutzer mit Graffiti- Schrift schreibt Kostengünstig, da einfache Hardware, einfache Ausstattung Stabil, wegen einfacher Ausstattung und single-tasking Leicht, intuitiv zu bedienen

38 Zusammenfassung: Nachteile Benutzer muß die Graffiti-Schrift erlernen Kein Multitasking Kein virtueller Speicher: im worst case (wenn nicht genügend dynamischer Speicher vorhanden ist) kann ein Programm nicht laufen

39 Literatur http://www.palmos.com http://www.palm.com http://news.zdnet.de Palm OS Memory and Database Management, Kenneth Albanowski http://oasis.palm.com/dev/kb/papers/2029.cfm Introduction to Palm OS Memory Use http://oasis.palm.com/dev/kb/manuals/1748.cfm Palm OS Memory Architecture http://oasis.palm.com/dev/kb/papers/1145.cfm http://pdaforum.de/palmintro http://www.palmsource.com Palm-OS-Programmierung mit gcc, Dirk Nöldner, dpunkt.verlag